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农业航空植保产业技术创新发展战略(2)

时间:2021-05-06 17:11 点击:
1951年5月,应广州市政府的要求,民航广州管理处派出一架C-46型飞机,连续2d在广州市上空执行了41架次的灭蚊蝇飞行任务,揭开了农业航空发展的序幕。 经过几十年的发展,农业航空作业量逐年增加,至2012年,农林业

  1951年5月,应广州市政府的要求,民航广州管理处派出一架C-46型飞机,连续2d在广州市上空执行了41架次的灭蚊蝇飞行任务,揭开了农业航空发展的序幕。

  经过几十年的发展,农业航空作业量逐年增加,至2012年,农林业航空年作业量约为31900h。目前,农林业航空作业,以有人驾驶固定冀飞机和直升机为主,作业面积约为200多万hm2,无人直升机用于航空植保作业正逐渐兴起,但仍处起步阶段。

  1973年至2012年通用航空及农业航空作业量情况,自1973年以来,农业航空年作业量基本上在20000~30000h上下波动,增幅不明显;通用航空起源于农业航空,1979年以前,农业航空在通用航空中占有很大比例,农业航空飞行作业时间几乎等同于通用航空,然而,随着改革开放的进一步深入,通用航空得到了长足发展,农业航空在通用航空中所占比例却越来越小,到2012年农业航空所占比例已降至6.2%左右。

  农业航空作业时间在通用航空总飞行时间中所占比例正逐年下降,作为现代农业的重要组成部分和反映农业现代化水平的重要标志之一,农业航空的发展水平显然与的经济发展及现代农业建设的需要极不相称。

  2、制约农业航空植保产业发展的主要问题分析

  农业航空的应用水平和国外相比差距较大,一方面是的农用飞机数量少(仅占世界农4农业工程学报2013年用飞机总数的0.13%左右),农业航空年处理耕地面积小(约占总耕地面积的1.70%);另一方面是农业航空配套技术及政策体系不完善,影响了农业航空产业的快速发展。制约农业航空植保产业发展的主要问题包括:

  1)农业航空政策法规体系不完善,缺乏详细的发展战略规划

  农业航空作业涉及到民航、农机、植保、质检等多个部门,目前存在监管部门不明确的问题。尽管于2010年出台了1000m以下低空空域将逐步对民用领域开放的政策,对农业航空的发展具有一定的推动作用。但对农业航空的管理仍沿用现有民用航空标准,民航法规体系中的相关条款存在针对性不强、结合不紧密等问题。缺乏完善、规范的技术标准及作业规程;农业航空飞行作业申报审批手续复杂,不但提高了农业航空作业成本,还延误了最佳作业时机,甚至导致作业失败;至今尚未专门出台旨在推动、促进农业航空产业快速发展的国家政策,对农用飞机的采购、机场的使用、农用飞机燃油补贴等没有相应的扶持政策。在国家层面、行业内以及行业间缺少支持农业航空的整体发展战略规划。

  2)农业航空配套核心科学技术研究不足

  通用航空丙类作业主要包括飞机播种、空中施肥、空中喷洒植物生长调节剂、空中喷施除草剂、飞机防治病虫害、空中遥感等项目,根据民航局统计年报,截至2010年底,具有丙类作业经营许可的61家通用航空企业的飞机总数约400架,其中一些机型(例如自主研制的Y-5、Y-11约160架)已停产,进入了淘汰阶段,但目前仍是农业航空的主力机型,超期服役。

  农用飞机制造及配套的喷施技术等基础科学研究、核心技术研发滞后,机型偏少,更新能力不足,产能不足,无法形成规模效益,导致价格、维护成本偏高,而成本又影响到销售,导致需求减少,反过来影响到生产规模,由此形成恶性循环。此外,配套的喷施设备性能差,喷出的雾滴谱宽,对靶性差,进而无法彰显农业航空植保技术的优势。

  目前亟需解决的核心关键技术主要包括:

  ①农业航空喷施专用剂型不足:航空植保使用的农药剂型及助剂的要求与地面机械施药有很大的不同,目前还缺乏与航空植保作业中采用的有人直升机、单轴和多轴无人机配套的农药制剂相关技术标准,缺乏应用于无人机航空喷施中农药药液的表面张力、黏度、农药有效成份含量、剂型等的评价标准,缺乏航空施药条件下,对农药药效与作物生理影响的室内、室外检测标准。现有作业大多凭经验或参考地面喷雾确定剂量和配置方法,往往因为用量或配置不科学影响了作业质量,对环境造成较大的负面影响。

  ②缺乏完善的航空喷施作业技术标准:采用航空喷施作业的时间较晚,大多采用有人驾驶的固定翼飞机进行航空植保作业,对于旋翼直升机,特别是单轴和多轴微小型农用无人机等机型喷施作业的相关技术参数缺乏系统深入的研究,尚未形成一套科学完善的判别标准和对不同作物、不同喷施剂型进行航空喷施时的作业时机、作业环境(温度、湿度、风速)、飞行高度、飞行速度、航线规划与导航控制等参数的优化选择,以及满足喷施作业要求所需要的沉积量、雾滴粒径、雾滴沉积分布密度、农药浓度等作业指标。

  ③缺乏高稳定、高可靠性的农用无人机自主飞行控制系统:虽然目前有人驾驶农用飞机的操控技术已较成熟,但在微小型农用无人机方面,在低空飞行时,由于农田作物冠层结构而造成的复杂地效,对气压高度计的影响很大,飞行的稳定性难以保证,目前仍缺乏适合复杂农田环境下(海拔不同、地理位置不同、作物种类不同)作业的微小型农用无人机的高稳定、高可靠性的自主飞行控制系统,以适应田间超视距、超低空、随时起降等特殊要求。

  ④缺乏高效轻量化的航空喷施装备关键部件:有效任务载荷量及续航时间是农业航空作业飞机非常重要的两项指标,直接关系到航空作业的效率,因此,在航空喷施装备方面必须满足轻量化、低量喷施、均匀喷施的要求。

  3)农业航空专业队伍人才匮乏

  农业航空专业队伍人才匮乏首先是由其“先天不足”引起的,农业航空执飞、机务等专业人员中,一部分通常来自其他航空领域,这部分人才的使用成本通常较高;另一部分来自国家招飞替补人员受训后获得,与航空运输产业相比,人员素质相对略低。农业航空公司限于经济效益和行业人才培养机制等原因,人才的后续培养比较滞后。国内屈指可数的高校飞行专业和培训机构,相对于全国农业航空规模来说,只能是杯水车薪。“先天的不足”加上“后天的营养不良”,农业航空专业队伍人才成为航空业内人才资源最为贫瘠的地带。

  4)农业航空社会化服务体系不健全

  由于农业航空在农业生产中的重要作用没有得到充分凸显,与农业航空产业相配套的多种形式的社会化服务组织,包括租赁、中介、培训、机修以及推广、融资、保险等专业公司尚未形成规模,单个企业对上述服务的成本支出的承受力不够,因此也缺少大面积推广的力度。此外,尚缺乏足够适合于农业航空产业大发展的机场保障基地,也限制了农业航空事业的发展。

  5)对农业航空认识不足,与农业航空相适应的农田作业环境基础建设被忽略,在制度上缺少对农业航空的公益性安排

  长期以来人们常常认为农业航空作业技术性强、价格高,农业生产中用不起飞机,对农业航空作业的整体高效益和低成本认识不足,造成农业航空的市场需求滞后,许多人仍处于旁观状态。此外,分散经营的生产模式,造成地块小而分散,与农业航空规模化作业的模式不相符合。而且,各地在进行农田规划时,缺少大规模的集约化经营安排,防风林、电力电信布线等未将农业航空作业纳入考虑,对农用飞机的作业安全也造成了极大的威胁。

  3、大力推进航空植保产业快速发展的对策建议

  3.1多机型、多作业方式并举,提高航空植保作业的适应性

  有人驾驶与无人驾驶两种农业航空作业方式各有优缺点。有人驾驶方式与无人驾驶旋翼机相比,具有载液量较大、喷洒作业效率高等优点,适用于连片大面积农田病虫害防治、卫生防疫消杀等作业,但也存在作业高度高,雾滴飘移控制难度大、易飘离靶标区造成污染等缺点,且易受起降场地、使用地点和时间等限制,而且绝大部分飞机使用的都是专用航空燃油,农业航空作业时加油不方便,同时又提高了作业成本。此外,超低空飞行所带来的安全威胁也是有人驾驶作业方式另一值得考虑的因素。为了获得较佳的防飘移效果,农业喷洒的作业高度通常为3~20m,飞行员可处置的时间短,低空气象条件(能见度、低空风切变等)影响大,易引发安全事故,据统计,超低空飞行中撞障碍物、撞地事故占整个民航事故总数的80%。


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